Romain
Les scientifiques et les agences spatiales du monde entier ne se sont pas encore mis d’accord sur la définition de l’heure lunaire. NASA : « Nous commençons tout juste à le formuler. »
Plus de 50 ans après la dernière mission Apollo, revenir explorer la Lune et commencer à l’habiter, ou du moins à l’utiliser comme avant-poste permanent pour de futurs voyages vers Mars, gagnent une place absolument prépondérante dans les prochains programmes spatiaux. Des missions comme Artemis, qui après le récent premier vol sans pilote, prévoit de ramener l’humanité sur la Lune, et le lancement de Gateway, la première station spatiale en orbite lunaire dont Samantha Cristoforetti s’occupera également, sont les premiers efforts de la relance d’une exploration qui ouvre à de nouveaux défis. Parmi celles-ci, il y a une question subtile mais fondamentale à laquelle les scientifiques et les agences spatiales du monde entier n’ont pas encore apporté de réponse : quelle heure est-il sur la lune ?
A se demander, dans un article publié le MagazineNature, c’est aussi la vulgarisateur scientifique Elizabeth Gibney qui a fait le point sur les raisons pour lesquelles la Lune n’a toujours pas d’heure indépendante aujourd’hui. « Chaque mission lunaire utilise sa propre échelle de temps qui est liée, via ses gestionnaires sur Terre, au temps universel coordonné, ou UTC, la norme par laquelle les horloges de la planète sont réglées. Gabney explique. Mais cette méthode est relativement imprécise et les engins spatiaux explorant la Lune ne se synchronisent pas entre eux. L’approche fonctionne lorsque la Lune accueille une poignée de missions indépendantes, mais sera un problème lorsque plusieurs engins travailleront ensemble. Les agences spatiales voudront également les suivre à l’aide de la navigation par satellite, qui repose sur des signaux de synchronisation précis”.
Quelle heure est-il sur la lune ?
À ce jour, la forme que prendra le temps lunaire universel n’est pas évidente. En novembre 2022, des représentants d’agences spatiales et d’organisations universitaires du monde entier se sont réunis au Centre européen de recherche et de technologie spatiales de l’Agence spatiale européenne (ESA) à Noordwijk, aux Pays-Bas, pour commencer à rédiger les recommandations pour la définition de l’heure lunaire. « Nous commençons tout juste à le formuler » dit l’ingénieure aérospatiale Cheryl Gramling, qui dirige l’équipe de position, de navigation et de météo lunaire au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.
Définir l’heure lunaire n’est pas facile. « Bien que la définition d’une seconde soit la même partout, la théorie de la relativité restreinte dicte que les horloges tournent plus lentement dans des champs gravitationnels plus forts – continue Gibney – . L’attraction gravitationnelle de la Lune est plus faible que celle de la Terre, ce qui indique que, pour un observateur sur Terre, une horloge lunaire tournerait plus vite qu’une horloge terrestre”. Selon les calculs de Gramling, une horloge lunaire gagnerait environ 56 microsecondes en 24 heures et, par rapport à celles sur Terre, la vitesse de son tic-tac changerait également légèrement en fonction de sa position sur la surface lunaire, en raison de la rotation de la Lune.
La solution pourrait être de baser le temps lunaire sur la définition d’un étalon lunaire, indépendant ou non du temps terrestre. Cela impliquerait d’installer au moins trois horloges maîtresses cadencées au rythme naturel de la Lune, dont la sortie est combinée par un algorithme pour générer une horloge virtuelle plus précise. Alternativement, l’heure lunaire pourrait être comparée à l’UTC, où l’heure lunaire virtuelle serait synchronisée régulièrement avec l’UTC de la Terre. « Entre les enregistrements, les principales horloges lunaires continueraient de marquer le temps jusqu’à la prochaine synchronisationGibney souligne.
Une autre option serait d’utiliser la sortie des horloges lunaires comme heure indépendante et continue de la lune, et de tracer sa relation avec UTC. « De cette façon, même si la connexion avec la Terre était perdue, les horloges de la Lune seraient toujours en accord les unes avec les autres, permettant une navigation et des communications sûres. dit Gramling. L’établissement d’un temps indépendant est un modèle qui fonctionnera même pour les planètes plus éloignées ciblées par les agences spatiales, comme Mars. Transmettre UTC là-bas serait plus compliqué que sur la Lune”.
Dans ce scénario, les jours lunaires pourraient également être définis différemment que sur Terre, pour tenir compte du temps d’un midi solaire au suivant, en prenant en moyenne 29,5 jours terrestres. Les jours terrestres seraient toujours importants pour les astronautes, étant donné le besoin humain de sommeil dans un cycle d’environ 24 heures. Mais leur définition, ainsi que celle de l’étalon lunaire, est quelque chose sur laquelle les métrologues du monde entier ne sont pas encore d’accord.
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